高速泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)算法研究.pdf

1、隨鉆泥漿脈沖遙測系統(tǒng)實(shí)時傳輸井底的定向數(shù)據(jù)、地層特性、鉆井參數(shù)等鉆井工程參數(shù)到地面，其中隨鉆數(shù)據(jù)傳輸廣泛采用泥漿脈沖傳輸技術(shù)。高速泥漿脈沖系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是業(yè)內(nèi)難題，目前國內(nèi)仍處空白狀態(tài)。本文旨在建立一個傳輸速率可達(dá)12bps的高速泥漿數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。文章主要解決了信號調(diào)制方式的選擇、信號噪聲的去除、信號同步和信號均衡與判決幾方面的問題并進(jìn)行實(shí)驗驗證。調(diào)制方式選擇方面，文章首先分析了泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)信號產(chǎn)生的機(jī)理和信號傳輸特性，分別從降低信

2、號產(chǎn)生難度和減少衰減及提高抗噪性能和盡量避開泵噪聲角度出發(fā)，選取基帶脈沖幅度調(diào)制和PSK調(diào)制作為系統(tǒng)的調(diào)制方案;噪聲消除方面，文章首先分析了系統(tǒng)中噪聲的組成成分，并將噪聲建模為準(zhǔn)周期噪聲和高斯噪聲的疊加。通過采用有限脈沖響應(yīng)濾波器，可以將信號帶外噪聲濾除;采用自適應(yīng)陷波器可將泥漿脈沖信號帶內(nèi)的單頻或者窄帶噪聲濾除;采用基于經(jīng)驗波形的時域消噪方案可將信號帶內(nèi)較為穩(wěn)定的復(fù)雜噪聲消除。而雙傳感器自適應(yīng)噪聲對消算法利用噪聲和信號傳播方向相反所產(chǎn)

3、生的相位差，理論上可將一切與泥漿脈沖信號傳播方向相反的噪聲（包括信號回波）全部消除。信號同步方面主要包括信號的幀同步和載波同步兩方面。幀同步方面，文章給出了兩種方案，分別為利用泥漿脈沖系統(tǒng)特有的壓力抬升特性和m序列進(jìn)行幀同步和利用Chirp信號優(yōu)良的自相關(guān)特性進(jìn)行幀同步;載波同步文章采用通信系統(tǒng)中廣泛使用的判決反饋環(huán)進(jìn)行載波同步。
　　均衡和判決方面，文章首先從泥漿脈沖系統(tǒng)的通信環(huán)境出發(fā)，對泥漿脈沖信道進(jìn)行分析，得出泥漿脈沖信道是